| Lizenz: Creative Commons Namensnennung 4.0 International (2MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-369546
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.36954
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 23 April 2018 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Georg Pongratz |
| Tag der Prüfung: | 26 März 2018 |
| Institutionen: | Medizin > Lehrstuhl für Innere Medizin I |
| Stichwörter / Keywords: | CIA Adrenorezeptor Kollagen Rheumatoide Arthritis |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 36954 |
Zusammenfassung (Deutsch)
Die rheumatoide Arthritis ist eine Erkrankung, die sich nicht nur auf Gelenke und gelenknahe Strukturen beschränkt, sondern alle Systeme des Körpers betrifft. In den letzten Jahren wurde der Zusammenhang zwischen endokrinem System, dem Nervensystem und dem Immunsystem entdeckt und stellt bis heute ein Gebiet intensiver Forschung dar. Es konnte gezeigt werden, dass das sympathische Nervensystem ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Die rheumatoide Arthritis ist eine Erkrankung, die sich nicht nur auf Gelenke und gelenknahe Strukturen beschränkt, sondern alle Systeme des Körpers betrifft. In den letzten Jahren wurde der Zusammenhang zwischen endokrinem System, dem Nervensystem und dem Immunsystem entdeckt und stellt bis heute ein Gebiet intensiver Forschung dar.
Es konnte gezeigt werden, dass das sympathische Nervensystem einen Einfluss auf die rheumatoide Arthritis hat und sich die Wirkung des SNS je nach Erkrankungsphase unterscheidet. Außerdem wurde nachgewiesen, dass ein β2-Stimulus in der Lage ist die Interleukin 10 Produktion von B-Zellen zu steigern, allerdings nur, wenn diese Zellen aus erkrankten Mäusen entnommen wurden. Dies führte zur Hypothese, dass im Verlauf der CIA eine Veränderung des β2-Rezeptorsignalpfads erfolgt, die eine Steigerung der Interleukin 10 Produktion ermöglicht.
Um diese Annahme zu untersuchen, wurde in der vorliegenden Arbeit eine Methode entwickelt, mit der der β2-Adrenorezeptor, seine Regulation und die nachgeschalteten intrazellulären Signalpfade im Verlauf der Erkrankung beobachtet wurden. Dabei wurde in Mäusen experimentell eine Arthritis hervorgerufen. Zu verschiedenen Zeitpunkten im Krankheitsverlauf wurden die Mäuse getötet, und aus der Milz B-Zellen isoliert. Die isolierten Zellen wurden mittels FACS auf Veränderungen im Signalweg des β2-Adrenorezeptors untersucht. In einem weiteren Versuchsteil wurden die Zellen einem definierten β2-Stimulus ausgesetzt und die aktivierten second-messenger mittels FACS bestimmt.
Es konnte nachgewiesen werden, dass im Verlauf der CIA der Anteil der β2-AR tragenden B-Zellen ansteigt, während die Dichte der Rezeptoren gleichbleibt. Mit der beschriebenen Methode konnte der in der Literatur widersprüchlich diskutierte α1-Rezeptoren auf den B-Zellen nachgewiesen werden. Die Zahl der B-Zellen, die den α1-Rezeptor trägt, verändert sich im Verlauf der Arthritis nicht und zeigt keinen Unterschied zu den gesunden Kontrollen. Allerdings verändert sich die Rezeptordichte und zeigt eine starke Korrelation zur Schwere der Entzündung.
Es wurde auch gezeigt, dass sich im Verlauf der Arthritis Veränderungen in der Regulation des β2-Adrenorezeptors ergeben. Die GRK2 wird bereits kurz nach Induktion der Arthritis deutlich herunter reguliert. Außerdem wurde gezeigt, dass auch β-Arrestin 2 sich im Verlauf der Erkrankung verändert. Während β-Arrestin 2 in der frühen Phase der Erkrankung unverändert bleibt, zeigt sich ein Anstieg ab Tag 35.
Bei den beobachteten second-messengern, die in den nicht stimulierten Zellen erhoben wurden, zeigte sich stets ein biphasischer Verlauf. In der frühen Krankheitsphase zeigte sich ein milder Abfall, in der späten Phase ein Anstieg. Dieser Verlauf könnte zum Teil die lokalen Katecholaminspiegel wiederspiegeln, die durch den Verlust sympathischer Nervenfasern und aufkommende TH+ Zellen beeinflusst werden.
Bei der Analyse des intrazellulären IL-10 zeigte sich ein Anstieg im Verlauf der Erkrankung. Dies steht möglicherweise mit den ansteigenden Katecholaminspiegeln und dem Anstieg der second-messenger pp38 und pCREB in der späten Phase der Erkrankung in Zusammenhang und untermauert die antiiflammatorsiche Wirkung des SNS in der Spätphase der Arthritis.
In einem weiteren Versuchsteil wurden die isolierten B-Zellen über Nacht im Kühlschrank gelagert und am nächsten Tag für 30 Minuten mit 10-6M Terbutalin bei 37°C inkubiert. Anschließend wurden die Zellen fixiert und die phosphorylierten second-messenger mittels FACS bestimmt.
Hier zeigte sich, dass pp38 durch einen β2-Stimulus während der gesamten Erkrankung gesteigert werden kann. pCREB und pERK hingegen sind in der frühen Phase der Erkrankung im Vergleich zu den nicht stimulierten Kontrollen nicht verändert, in der späten Erkrankungsphase zeigt sich jedoch ein Anstieg im Vergleich zu den nicht stimulierten Kontrollen. Das veränderte Ansprechen auf den β2-Stimulus ist möglicherweise auf die Veränderung der GRK2 und β-Arrestin 2 zurückzuführen.
Die Veränderung in den Signalwegen, insbesondere von pCREB ist möglicherweise der Grund, dass die IL-10 Produktion durch einen β2-Stimulus nur in Zellen aus erkrankten Tieren möglich ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es im Verlauf der CIA zu einer Veränderung des β2-Rezeptorsignalpfads kommt. Diese Veränderung ist auf mehreren Ebenen des Signalpfads nachweisbar und eine mögliche Erklärung für die Beobachtung, dass für die IL-10 Steigerung durch einen β2-Adrenorezeptorstimulus Entzündung notwendig ist.
Die gezeigten Zusammenhänge könnten in Zukunft von klinischer Relevanz sein, da das IL-10 System in der Arthritis ein potentes therapeutisches Ziel darstellt.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Rheumatoid arthritis is a disease not only limited to joints and joint-like structures but affecting all systems of the body. In recent years, the connection between the endocrine system, the nervous system and the immune system has been discovered and remains a field of intensive investigation. It could be shown that the sympathetic nervous system influences rheumatoid arthritis. The SNS’s ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Rheumatoid arthritis is a disease not only limited to joints and joint-like structures but affecting all systems of the body. In recent years, the connection between the endocrine system, the nervous system and the immune system has been discovered and remains a field of intensive investigation.
It could be shown that the sympathetic nervous system influences rheumatoid arthritis. The SNS’s effects depend on the disease phase. In addition, it has been demonstrated that a β2 stimulus is able to increase interleukin 10 production of B cells, but only if these cells were taken from diseased mice. This led to the hypothesis that a change in the β2 receptor pathway is undergoing while CIA, which allows an increase in interleukin 10 production.
In order to investigate this hypothesis, a method was developed to observe the β2-Adrenorezeptor, its regulation and the downstream intracellular signal paths during the course of CIA. In this experiment, an experimental arthritis was induced in mice. At various times while CIA, mice were sacrificed and B cells isolated from spleen. Isolated B-cells were examined by FACS for changes in the pathway of the β2-adrenoceptor. In another experiment, the cells were exposed to a defined β2 stimulus; activated second messengers were determined by FACS.
It could be shown that the proportion of β2-AR-bearing B-cells increases during the course of the CIA, while receptors density remains the same. With the described method the contradictory discussed α1-receptors on the B-cells could be detected. The number of B cells carrying the α1 receptor shows not change during the course of the arthritis and shows no difference to the healthy controls. However, the receptor density changes and shows a strong correlation to the severity of inflammation.
It has also been shown that changes in the regulation of the β2 adrenergic receptor occur during the course of arthritis. The GRK2 is significantly downregulated shortly after induction of arthritis. In addition, β-arrestin 2 has been shown to change as the disease progresses. While β-arrestin 2 remains unchanged in the early phase of the disease, it shows an increase from day 35 on. The second messengers observed in non-stimulated cells always showed a biphasic course. There can be seen a mild decrease in the early phase, in the late phase an increase. This may reflect local catecholamine levels, which are affected by the loss of sympathetic nerve fibers and emerging TH + cells.
The analysis of intracellular IL-10 showed an increase in the course of the disease. This may be related to increasing catecholamine levels and the increase in second-messenger pp38 and pCREB in the late phase of disease. This supports the anti-inflammatory effect of SNS in the late phase of arthritis.
In a further part of the experiment, the isolated B cells were stored overnight in the refrigerator and incubated for 30 minutes with 10-6M terbutaline at 37 ° C. Subsequently, the cells were fixed and the phosphorylated second messenger determined by FACS. It could be shown that pp38 can be increased by a β2 stimulus throughout the disease. pCREB and pERK, on the other hand, are not altered in the early phase of the disease compared to the non-stimulated controls, but in the late disease phase there is an increase compared to the non-stimulated controls. The altered response to the β2 stimulus may be due to changes in GRK2 and β-arrestin 2.
The change in signaling pathways, particularly pCREB, could be a reason that IL-10 production by a β2 stimulus is only possible in cells from diseased animals.
In summary, there is a change in the β2 receptor signaling pathway during CIA. This change is detectable at multiple levels of the signal pathway and a possible explanation for the observation that inflammation is needed for IL-10 enhancement by a β2 adrenoceptor stimulus. These findings may be of clinical relevance in the future as the IL-10 system is a potent therapeutic target in arthritis.
Metadaten zuletzt geändert: 25 Nov 2020 20:12
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